高压喷射下自由射流和受限碰撞喷雾特性的试验研究

本利用激光纹影高速摄影技术，在常温定容弹装置上，研究了直喷式柴油机油泵－油嘴供油系统在喷油坟力为６０ＭＰａ～１００ＭＰａ时，喷孔直径，环境密度和壁面温度对自由射流和受限碰壁喷注的影响。     

基于动态识别柴油喷雾破碎特征的ELSA改进算法

欧拉-拉格朗日实时耦合的喷雾(ELSA)方法是雾化破碎的前沿算法,其中模型转换是该方法的关键技术之一;作为ELSA转换研究中常用的固定网格分区方法,需要根据试验来确定近场稠密区与远场边界的位置,以及作为改进而采用的液滴距离以及液相体积比等方法来实现动态ELSA转换.在现有的ELSA转化研究基础上,笔者对在液柱前锋液膜破...     

新型乳化柴油喷雾特性的试验研究

通过定容弹模拟乳化柴油喷雾形成的全过程,采用高速摄影记录了不同喷油压力、喷油背压以及喷油脉宽下乳化柴油喷雾的形成过程,从喷雾锥角、贯穿距以及锋面速度3个方面对乳化柴油的喷雾特性进行了试验研究,结果表明:乳化柴油的喷雾特性与柴油基本一致,喷油压力对乳化柴油喷雾锥角和贯穿距的影响较大,喷雾背压和喷油脉宽对乳化柴油喷雾贯穿距...     

高速液体射流初始阶段的破碎

采用激光分幅全息技术观察到了直径０．４ｍｍ液体射流上的表面波从小到大，最后导致液体破碎的发展过程，本所得的基本结论是：液体在雾化初始阶段的破腑起因于扰动波，扰动波由表及里，在周向与轴秒不断发展，首先将射流撕裂成大液滴，之后再进一步破碎成小液滴。液体射流破碎后的液滴尺寸往往大于初始扰动波长。     

汽油/柴油掺混燃油两段喷射喷雾特性试验研究

基于定容燃烧弹与超高速数码相机搭建的LED-Mie散射喷雾试验台,研究了不同参数对柴油、汽油质量占比20%的柴汽混合油(记为G20)单段与两段喷射主喷液相喷雾特性的影响。结果表明,单段喷射喷雾贯穿距与喷雾锥角随喷射压力的增大而增大,G20喷雾贯穿距略小于柴油喷雾贯穿距,G20喷雾锥角略大于柴油喷雾锥角。将环境温度由300K升高到850K,喷雾贯穿距变小且喷雾很快达到稳定。冷态环境下(300K),两段喷射主喷喷雾贯穿距起始阶段与单段喷射喷雾贯穿距基本一致,但随着喷雾发展200μs左右后,两段喷射主喷喷雾贯穿距变得略小于单段喷射喷雾贯穿距。两段喷射主喷喷雾锥角略大于单段喷射喷雾锥角,预主喷间隔时间对喷雾锥角影响较小。     

生物柴油喷雾特性的试验研究

基于高速摄影,采用油泵试验台拍摄了常压下生物柴油和柴油的喷雾图像,并研究了油泵转速、喷孔直径和启喷压力对生物柴油喷雾贯穿距和喷雾锥角等喷雾特性的影响,对燃料特性差异与喷雾特性的影响也进行了分析讨论。结果表明：生物柴油的喷雾特性在规律上与柴油基本一致,但生物柴油的喷雾贯穿距离比柴油大,而喷雾锥角约为柴油的一半。     

高喷射压力下柴油喷雾燃烧的试验及仿真

在定容弹中对高喷射压力下柴油喷雾着火燃烧开展试验及仿真,对不同喷射压力下喷雾蒸发过程及高压下柴油喷雾着火燃烧过程进行分析。结果表明：喷射压力越高,喷雾贯穿距越长,蒸发率更快,达到完全蒸发的时间越短。燃烧过程的仿真结果表明：喷雾着火呈现明显的双阶段特性,CH₂O质量分数和OH质量分数可分别表征第一和第二阶段着火;气相燃油达到高含量区时促发第二阶段成功着火。试验及仿真的碳烟呈现一致性趋势,浓碳烟主要集中在喷雾头部,与OH不同的是,碳烟在整个第二阶段的燃烧过程中持续存在。     

柴油丙烷混合燃料的喷雾特性的试验研究

利用高速摄像和纹影成像系统研究了柴油溶解丙烷混合燃料喷雾特性。研究了不同比例柴油/丙烷混合燃料的喷雾发展过程,归纳出柴油溶解不同比例丙烷在不同环境背压下喷雾的喷射距离、破碎长度、喷雾锥角随时间的发展规律。研究结果表明:柴油溶解不同比例丙烷混合燃料与纯柴油的喷雾特性在形态上存在较明显的差别,但是在喷射距离、破碎长度和喷雾锥角与时间及背压的关系上规律相同,即喷射距离与时间呈指数关系,破碎长度与时间呈负指数关系。喷雾锥角随背压及柴油中溶解的丙烷含量的增加而增大。     

生物柴油喷雾特性试验研究

利用高速摄像装置和台架试验对生物柴油的喷雾特性进行了研究,分析了与生物柴油喷雾特性相关的参数,如喷油器针阀开启时刻、最高喷油压力、喷雾贯穿距离和喷雾锥角等.在与石化柴油对比研究后发现:在相同的试验条件下,生物柴油的喷雾贯穿距离和后期喷雾锥角均大于石化柴油,生物柴油的物性指标造成了喷雾特性上的差异.     

低排放燃烧室空气雾化喷嘴射流破碎特性研究

针对当前广泛应用于低排放燃气轮机燃烧室中的空气雾化喷嘴,采用大涡模拟（Large Eddy Simulation,LES）和流体体积法（Volume of Fluid,VOF）研究了其在流动模糊（Flow Blurring,FB）和流动聚焦（Flow Focusing,FF）模式下射流一次破碎过程的差异。结果表明：两种模式的射流一次破碎过程均可分为3个阶段,气液交界面波动阶段、射流发展阶段和射流破碎阶段;喷嘴内部回流区的演变决定了气液交界面的波动程度,流动模糊模式下射流在后两个阶段的径向速度和形态变化程度均远高于流动聚焦模式,气泡回流过程在其射流破碎阶段占据主导地位,液体管道内气泡分布位置与涡的强度呈正相关。     

小型直喷式柴油机喷雾特性的试验研究

为了掌握喷雾的结构物特性,利用高速摄像装置和高压容器拍摄了喷雾的逆光图像,并研究了喷雾周围介质压力对喷雾贯穿距离、喷雾锥角以及蒸发等喷雾特性的影响。在液滴数密度较大的条件下,燃料液滴的蒸发速率传热过程和雾化质量的影响;喷射妆期喷雾的贯穿距离和贯穿速度几乎不受介质物影响;喷雾的贯穿跨离受喷油压力的影响不大,但随着喷油压力的提高,喷雾锥角增大,喷雾质量得到改善。     

直喷式柴油机高压喷雾特性的研究

作者采用基于激光衍射原理的粒径测量仪，在变密度风洞中研究了常温下直喷式柴油机用泵－管－嘴高压供油系统（喷油压力40－95MPa范围）的喷油压力，喷嘴孔径和环境密度对喷雾的粒径及其分布特性的影响，结果表明：喷 的索特平均直径SMD随喷油压力升高或喷嘴孔径减小而明显下降；采用小孔径喷嘴既有利于提高喷油压力，又用利于全工况范围的雾化改善，喷雾空间粒度分布特征是：SMD在喷雾轴线方向呈“两头大，中间小”，在喷雾径上上呈外边大，内边小，环境密度增大，SMD值上升。     

直喷式柴油机供油系统对高压喷射特性影响的研究

本介绍了直喷式柴油机泵－管－嘴供油系统及其主要参数对喷油压力及其供油特性的影响，试验在油泵试验台上进行，通过对两种油泵，多种油嘴和油管的不同匹配试验发现，实现高压喷射有效手段是在提高压油泵喷油压力的同时，还必须精心选用小孔径，多孔数喷嘴；喷油压力圣孔径变化最为敏感，高压喷射供油系统设计中，应注意防止２次喷射及穴蚀的产生。     

高压喷雾碰壁的粒度特性研究

作者采用基于激光衍射原理的Malvern粒径测试仪,在可模拟压缩上止点密度条件下,研究了柴油机泵-管-嘴供油系统下2种孔径喷嘴,在高压喷射近距离垂直碰壁时的粒度和浓度分布特性,对冷壁与热壁的影响作了对比。结果表明,冷碰壁喷雾的特点是燃油碰壁后大量附着壁面,且小孔径时壁面油雾层的浓度及SMD值较小;热碰壁喷雾的显著特点是,高温壁面对油束碰壁后的燃油有“热反溅”作用,小孔径油束碰壁后油滴蒸发及气化的速率远高于大孔径,对燃油蒸发及气化最佳的壁面温度在573K附近。     

直喷式柴油机高压喷射特性的研究

结合国产６１１０柴油机高压喷射技术的实用性开发，研究了供油系统中喷油泵，高压油管和喷油嘴对喷油压力的影响，并以激光纹影高速摄影和激光粒子尺寸分析仪，测量了喷油压力４０－１００ＭＰａ变化时的喷雾特性。结果表明：实现高压喷射的有效措施是采用多孔数，小孔径喷嘴，小孔径喷嘴在高喷射压力下，喷注的贯穿度和喷雾的破碎期减少，雾化改善。     

气体流速对柴油机喷雾特性影响的试验研究

本研究了柴油机喷雾在不同气体流速场中的喷雾结构特性和粒度特性，试验在专门研制的可变流场速度，可变环境密度和可变环境温度的定容风洞中进行。     

喷油系统设计参数对柴油机性能影响研究

以6106柴油机为样机,利用CFD数值模拟软件GT-Power研究喷油系统设计参数对柴油机性能的影响规律。分别对供油提前角、喷油开启压力和喷嘴结构等参数进行计算与分析,并把计算结果与实验数据进行对比,验证了计算结果的正确性、得到了各个设计参数的最优范围值。本文的研究方法和计算结果对内燃机开发具有借鉴意义与参考价值。     

高压共轨电控柴油机燃油预喷射控制研究

根据柴油机燃油预喷射的作用机理,研究了高压共轨柴油机实现燃油预喷射的控制策略,并对整机性能进行了试验研究。结果表明,燃油预喷射有效降低了柴油机的NOx排放、噪声、冷态白烟排放,并改善了柴油机冷起动性能。     

提高喷射压力改善130系列柴油机燃烧过程的研究

本文介绍了采用普通直列式喷油泵,通过提高启喷压力、提高供油速率和降低涡流强度的方法改善高速直喷式柴油机性能的研究结果。试验是在一台缸径为130mm、冲程为150mm的单缸试验机上进行的。试验结果表明,标定工况下的燃油消耗率比原机降低了7.9％,CO和HC分别降低了77％和31％,最高燃烧压力降低了O.7MPa,排气烟度也有所改善,仅NO_x增加了3.2％。低速时与原机相比,NO_x和CO均有较大幅度的改善,而其燃油消耗率基本保持不变。燃烧放热过程具有前期放热较缓,后期放热较急和燃烧持续期较短等特点。     

柴油机喷雾特性的测试方法

本文综合国内外最新的文献资料,概述了用于柴油机喷雾特性研究的传统和现代测试方法;重点介绍了阴影法(shadowgraphy method)、纹影法(schlieren method)、激光全息法(laser holography method)、激光散射法(laserscattering method)和激光诱导荧光法(LIF)的基本原理及其特点,并讨论了其应用前景。